UPS-CT002134

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UNIVERSIDAD POLITÉCNICA SALESIANA 
SEDE CUENCA 
FACULTAD DE INGENIERÍA 
CARRERA DE INGENIERÍA ELECTRÓNICA 
 
TESIS PREVIA A LA OBTENCIÓN DEL TÍTULO DE INGENIERO 
ELECTRÓNICO. 
 
 
“ESTUDIO Y DISEÑO DE UNA RED DE FIBRA ÓPTICA FTTH PARA BRINDAR 
SERVICIO DE VOZ, VIDEO Y DATOS PARA LA URBANIZACIÓN LOS OLIVOS 
UBICADA EL SECTOR TOCTESOL EN LA PARROQUIA BORRERO DE LA 
CIUDAD DE AZOGUES.” 
 
AUTOR: 
JUAN DIEGO TINOCO ALVEAR 
 
DIRECTOR: 
ING. JONATHAN CORONEL. 
 
 
 
CUENCA – ECUADOR 
2011 
Los conceptos desarrollados, análisis realizados y las conclusiones del presente 
trabajo son de exclusiva responsabilidad del autor. 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
Cuenca, 11 de Agosto de 2011 
 
 
JUAN DIEGO TINOCO ALVEAR 
 
 
 
 
 
 
CERTIFICACION 
Ing. Jonathan coronel 
Director de tesis 
Certifica 
Que el trabajo de tesis “ESTUDIO Y DISEÑO DE UNA RED DE FIBRA ÓPTICA 
FTTH PARA BRINDAR SERVICIO DE VOZ, VIDEO Y DATOS PARA LA 
URBANIZACIÓN LOS OLIVOS UBICADA EL SECTOR TOCTESOL EN LA 
PARROQUIA BORRERO DE LA CIUDAD DE AZOGUES.” Ha sido asesorado y 
revisado de acuerdo a los lineamientos establecidos en el protocolo inicial y al 
cronograma establecido, por lo que después de reunir los requisitos estipulados en el 
Reglamento de Grados y Títulos de la Universidad, autorizo su presentación para los 
fines consiguientes. 
 
 
 
 
 
 
Cuenca, 1 de Septiembre de 2011 
 
 ING. JONATHAN CORONEL. 
 
 
 
INDICE: 
 
CAPITULO 1: TECNOLOGIA FTTH.........................................................................1 
1.1 Descripción del sistema FTTH………………………………..……………………..1 
1.2 Características del sistema………………………………………………….………..1 
1.3 Arquitecturas de red FTTH………………………………………………………….6 
1.4 Aplicaciones de FTTH………………………………………………………………9 
1.5 Ventajas y Desventajas de FTTH…………………………………………………..11 
CAPITULO II: DISEÑO DE LA RED DE FIBRA OPTICA FTTH…………….14 
2.1 Estudio de la demanda……………………………………………………………...14 
2.2 Tecnologías PON…………………………………………………………………..16 
2.3 Tecnologías GPON………………………………………………………………....19 
2.4 Elementos componentes de la red………………………………………………….28 
2.5 Diseño de la Red……………………………………………………………………37 
2.6 Equipos de Transmisión……………………………………………………………65 
2.7 Equipos de Abonado……………………………………………………………….67 
2.8 Títulos Habilitantes………………………………………………………………...69 
 
CAPITULO III: ESTUDIO TECNICO-ECONOMICO…………………………74 
 
3.1 Análisis de Costo de Capital y Operación………………………………………....74 
3.2 Evaluación Financiero……………………………………………………………..83 
 
 
CAPITULO IV: CONCLUSIONES Y RECOMENDACIONES 
4.1 
Resultados………………………………………………………………………………88 
4.2 
Conclusiones……………………………………………………………………………89 
BIBLIOGRAFIA………...……………………………………………………………93 
 
 
 
 
 
 
CAPITULO I: TECNOLOGIA FTTH 
1.1 Descripción del sistema FTTH 
Las denominadas redes FTTH son sistemas compuestos fundamentalmente por 
fibra óptica que llegan hasta los usuarios. Esta arquitectura se está 
transformando en una realidad en muchas regiones del planeta con más de 8 
millones de hogares conectados a la nube informática a través de este concepto 
de redes de nueva generación. 
La tecnología FTTH es capaz de soportar toda la demanda de ancho de banda 
que se tendrá en el futuro, se considera como una red a prueba de tecnologías 
futuras, con aptitud para los servicios multimedia que se ofrecerán en el futuro 
inmediato. En la actualidad las operadoras telefónicas ya están migrando de las 
redes existentes ADSL (Línea del subscriptor digital asimétrica) tendidos de 
cableado de cobre, sistemas de cable operadoras a redes de fibra óptica. 
Actualmente las redes pasivas ópticas punto a multipunto PON son las más 
implementadas principalmente en mercados asiáticos y norte americanos. 
1.2 Características del sistema 
Al ser un sistema nuevo, compuesto de fibra óptica y equipos ópticos, esta es 
una red que requiere de una inversión inicial considerable, con lo cual los 
diseñadores de una red deben buscar caminos para migrar hacia nuevas 
tecnologías y poder aprovechar todo el ancho de banda que la fibra óptica puede 
ofrecer y que las tecnologías GPON y EPON no están en capacidad de ofrecer, 
de manera que se garantice a futuro, el uso de la inversión en infraestructura, 
evitando cualquier cuello de congestión del servicio con el incremento de la 
demanda. Los sistemas FTTH tiene la capacidad de utilizar sistemas PON de 
siguiente generación la cual extendería el ancho de banda hasta hacerlo casi 
ilimitado. 
Las ngPON (redes de próxima generación) que están en desarrollo y se tiene 
previsto que permanezca de esta forma en los próximos 5 a 8 años por lo que en 
la actualidad se deben utilizar las tecnologías de sistemas ópticos pasivos 
existentes considerando que una red FTTH en el futuro será la única solución a 
la demanda de servicios que se tendrá. 
Con el uso de los sistemas PON disponibles se podrían tener redes FTTH con las 
siguientes características: 
 Tasa alta de división (>64). 
 Alta velocidad (>1Gbps). 
 Alto ancho de banda por usuario (>100mbps). 
 Transmisión Bidireccional, tasa de datos simétricos, acceso de una 
sola fibra. 
 Larga alcance (>20Km). 
 Pasivo. 
 Alta capacidad de actualización. 
 Manejo del sistema centralizado. 
 Asignación dinámica de recursos. 
 Protección básica incorporada. [1]. 
1.2.1 Perdida de rendimientos por redes de cobre utilizados en la última 
milla. 
Las redes “interoffice” (IOF) o “Long haul”, que se encargan del 
transporte de datos a largas distancias hasta el proveedor de servicios y 
desde estos, a los anillos de distribución, están construidas con fibra 
óptica, la cual puede transportar datos a una velocidad de entre 2 y 8 
Gb/s por cada longitud de onda que se envíe a través de la fibra. Así 
mismo, actualmente los dispositivos caseros que se utilizan en 
aplicaciones de Internet y telecomunicaciones tienen la capacidad de 
operar a velocidades similares, esto es, de 2 a 8 Gb/s. 
En las redes comúnmente usadas - las cuales son de cable de cobre o 
cable coaxial de cobre con tecnologías xDSL (“digital suscriber line”) - 
se produce un cuello de botella entre el distribuidor del servicio de 
comunicación y el usuario, pues estos dispositivos trabajan a velocidades 
de entre 8Mb/s a 40Mb/s, considerablemente inferior a la capacidad de 
entrega de datos que podría tenerse si se continuara con una red de ultima 
milla construida en fibra óptica. 
Una respuesta adecuada al crecimiento de la demanda del servicio, un 
menor soporte técnico y mantenimiento a las redes, son entre otras las 
mejoras en las características que este sistema de fibra hasta el hogar 
puede brindar. Dado que el crecimiento de los ofertantes de servicios de 
TV por suscripción e Internet ha sufrido un interesante cambio, debido a 
que ahora este crecimiento es negativo, los precios de estos servicios son 
cada vez más bajos y la competencia entre empresas que ofrecen 
servicios de comunicación es cada día más fuerte, por lo que este tipo de 
red pone en ventaja a sus operadores frente a cualquier otro operador que 
utilice redes de cobre o sistemas inalámbricos, en parte o en la totalidad 
de su topografía. 
1.2.2 Presión de los usuarios. 
Desde un punto de vista global, una red de fibra óptica más que un lujo 
se convierte hoy en día en una necesidad. Actualmente el backbone de 
empresas de telecomunicaciones esta subutilizado, dado el cuello de 
botella antes mencionado; la tasa de demanda de los usuarios está 
llegando a números expresados en gigabits, tanto en el campo de datos 
como en la parte de televisión debido a canales que se ofrecen en alta 
definición que son cada día más comunes y se están volviendo un 
estándar en la industria, por lo que, los usuarios presionan cada día más a 
sus operadores por un mayor ancho de banda, a un menor costo y con la 
mayor fiabilidad posible. Dado el cuello de botellaque se forma en la 
última milla de las redes convencionales, actualmente se está dando un 
control en el ancho de banda y la velocidad por parte de los operadores 
de ISP en horas pico, produciendo una latencia en el servicio que causa 
molestia en los usuarios ya que en realidad no se está dando el servicio 
ofrecido y necesario para las aplicaciones actuales en las que se usa el 
internet como video en vivo o bajo demanda, telemedicina, video 
conferencias, transmisión de voz, respaldo de datos, discos de 
almacenamiento virtuales, juegos en línea, entre otras aplicaciones de uso 
cotidiano el cual se ve restringido por no contar con un sistema de fibra 
óptica en la última milla. 
La razón por la que muchas compañías están optando por sistemas FFTH 
es la televisión en alta definición, dado que se esta convirtiendo en 
estándar común de video. Mientras una transmisión de televisión 
convencional (bajo el estándar SDTV) requiere unos 20 Mb/s sin 
comprimir y unos 4Mb/s utilizando compresión MPEG-2 por canal, 
HDTV requiere 120 Mb/s sin comprimir y unos 15 o 19Mb/s con MPEG-
2 [Poynton]. Dado este requerimiento de ancho de banda para transmitir 
televisión multicanal HDTV, se podría decir que esta opción esta fuera 
de alcance para sistemas DSL, exceptuando a los usuarios que estén 
extremadamente cerca de la cabecera de la red. Por ello, los cable 
operadores han optado por enviar a través de su red, solo el canal de alta 
definición que el usuario escoja bajo el sistema VoD(“Video over 
Demand”), sin ser esta la solución definitiva ante una inminente oferta 
masiva de este tipo de canales de televisión. Actualmente en transmisión 
de televisión de alta definición van a la cabeza operadoras que brindan 
servicio satelital teniendo un reducido número de canales para ofertar 
dado el costo de transmisión que esto representa y poniendo en amplia 
ventaja a operadores que tengan sistemas FTTH. 
 
Otro aspecto que ya se ha convertido en un factor a considerar y que 
tiene igual importancia, es la creciente necesidad por una rápida 
respuesta de subida y bajada entre computadoras personales y centrales 
de datos como maquinas de búsqueda o discos duros virtuales, los cuales 
se están volviendo muy populares y tenderán en un futuro cercano a 
masificarse. El espacio de almacenamiento que estos discos duros 
virtuales tengan por usuario y su demanda, se convierte en un problema 
cuando los datos a los que se quiere acceder son de gran tamaño, por 
ejemplo documentos extensos, imágenes o peor aun libros y datos de 
aplicaciones concretas como planos técnicos de varias capas como 
proyectos enteros e incluso películas enteras. Un ejemplo de esto se da en 
Norte América donde las tiendas para rentar películas están cerrando 
debido a que el usuario puede rentar o comprar una película y bajarse de 
la red sin necesidad de levantarse del sofá. 
Superar este cuello de botella en la última milla al sustituir estar redes, 
por redes de fibra óptica se considera que “sera tan significativo como 
constituir una segunda venida de la PC, siendo la primera en la década de 
1980 por la revolución del uso personalizado de la computación”1 
 
 
 
 
 
 
 
 
1 GREEN, PAUL. Fiber to the home the new empowerment. Willey Interscience 2006 
1.3 Arquitecturas de red FTTH 
Las instalaciones FTTH se basan en dos arquitecturas, Una de una línea directa 
desde la planta hasta el hogar en una configuración Punto a Punto P2P (“Peer to 
Peer”) y otra de arquitectura Punto Multipunto P2MP, utilizando básicamente 
spliters en una red óptica pasiva, la cual puede utilizar básicamente Gigabit 
Ethernet o un Modo de Transferencia Asíncrona ATM. 
Una red óptica pasiva PON, como se verá detalladamente en el siguiente 
capítulo, está compuesta por splitters pasivos entre la central y el abonado. En 
pocas palabras se puede considerar que un sistema PON es una forma limitada 
de red completamente óptica que no tiene electrónica en su arquitectura, excepto 
en los extremos de la red, compuesta por “arboles” de vidrio que transmiten 
señales en longitudes de onda ampliamente espaciadas. 
 
 
Figura[1.1] Distribución de una Red Óptica Pasiva 
Fuente: “http://www.conniq.com/InternetAccess_FTTH.htm" 
 
 
 
La arquitectura conocida como ODN está clasificada en “Home Run” Punto a 
Punto, Redes Estrella Pasivas también consideradas punto a punto. En el primer 
caso, una fibra sale desde la CO y va directamente hasta el abonado, aunque se 
podría creer que este sistema Punto a Punto como una opción más cara, sin 
embargo, algunos proveedores están considerando este tipo de redes ya que en la 
actualidad los cables de multifibras son casi tan económicos en materiales y 
costos de instalación que los cables de la misma longitud con una o pocas fibras. 
El problema de este tipo de topología es en la CO por puerto opto electrónico 
que se debería utilizar. 
 
 
Figura[1.2] Esquema de fibra “Home Run” 
Una fibra dedicada desde la CO hasta cada abonado 
Fuente: “Fiber to the Home. The new Empowerment” 
 
 
 
Figura[1.3] Esquema de fibra en estrella Ethernet activa 
Una fibra dedicada desde un punto de acceso remoto hasta cada nodo y de 
ese punto a cada abonado 
Fuente: “Fiber to the Home. The new Empowerment” 
En una Red Ethernet en Estrella Activa, una fibra dedicada es extendida hasta el 
usuario desde un nodo remoto de acceso, el cual está conectado a través de una 
red Gigabit Ethernet óptica a la Oficina Central. Esta arquitectura es similar a 
típico DLC o Loop Digital Portador el cual entrega POTS/ISDN/DSN. En el 
caso de las redes FTTH se la suele denominar BLC Loop Portador de Banda 
ancha. 
 
Figura[1.4] Esquema de fibra PON 
Una fibra conectada a un spliter y de este punto a cada abonado 
Fuente: “Fiber to the Home. The new Empowerment” 
 
 
La Red Óptica Pasiva es la arquitectura más popular dado que no utiliza 
electrónica en su red, salvo en sus extremos y por lo tanto no necesita de una 
alimentación eléctrica para operar los componentes pasivos, además de que su 
mantenimiento es mucho más económico. Las arquitecturas “Home Run” y la 
Ethernet en Estrella Activa podrían ser útiles en cierto casos específicos pues 
pueden alcanzar distancias de hasta 80 Km desde la oficina central. La 
arquitectura PON puede alcanzar 20Km, más que suficiente en la mayoría de 
áreas urbanas donde se debería utilizar redes ópticas. Es por esta razón que se va 
a analizar las redes Ópticas pasivas PON en esta red FTTH. 
 
 
1.4 Aplicaciones de FTTH 
Reemplazar todas las redes de cobre por fibra, no supone una tarea fácil cuando 
se ha invertido una cuantiosa cantidad de dinero en un material como el cobre 
que ha probado por mucho tiempo, ser efectivo al momento de brindar sistemas 
de comunicación. Diseñar redes hibridas con fibra óptica combinadas con pares 
trenzados de cobre o cable coaxial para muchos sería lo más lógico ya que se 
aprovecharía en parte la red existente de cobre, sin embargo y a pesar de que 
sistemas actuales ADSL o HFC son capaces de transportar decenas de megabits 
por segundo, estas son tecnologías que por su naturaleza hibrida generan, como 
ya se ha mencionado en este capítulo, un cuello de botella y la red de cobre 
instalada limita la distancia a la que puede llegar la señal, además de ser 
necesarios equipos adicionales en planta externa. Con una red FTTH se superan 
todos estos inconvenientes y por esto las aplicaciones son mucho amplias. 
Gracias a que se pueden alcanzar distancias de 20 Km con redes ópticas pasivas, 
se considera que la aplicación más importante para este tipo de sistemas es en 
barrios residenciales suburbanos donde los hogares se encuentran relativamente 
dispersos, pues en este caso, la distancia a la OLT no representa un 
inconveniente ni restringe la capacidad del ancho de banda de la red debido a 
que unared de fibra óptica, no requiere una reingeniería por décadas, siendo por 
ello, una opción para redes nuevas que se construyen en sectores donde las redes 
de comunicaciones sean inexistentes o se vayan a reemplazar. 
De la capacidad en el transporte que brinda la fibra óptica se deriva un análisis 
diferente para las aplicaciones que se le puede dar a este tipo de red, no solo su 
topología permite llegar a abonados que se encuentre alejados, sino también que 
dicha red no necesitaría cambios en su arquitectura por décadas, se incluyen 
además, como aplicaciones de esta red, a los servicios que puede brindar y para 
esto se ha considerado a las aplicaciones a las que se puede acceder sin problema 
y que para otras tecnologías no es posible. Una red PON puede tener una tasa de 
1250 MB/s, mientras que tecnologías Legacy están entre los 8 y 50 Mb/s en el 
mejor de los casos. Otra ventaja que se debe tomar en cuenta es que en las redes 
de fibra óptica se puede tener tasas de subida y bajada simétricas. 
Las aplicaciones son amplias e incluyen las nuevas tendencias de demanda en el 
sector de comunicaciones que están cobrando mucha fuerza y que en pocos años 
serán el común denominador. Entre estos servicios esta la Televisión de Alta 
definición (HD) y más aun cuando se trata de Alta Definición completa (Full 
HD), servicio que actualmente se puede ofrecer en sistemas de cable y 
satelitales, pero que se ven limitados por el número de canales que pueden 
ofrecer o en otros casos, se tiene que ofrecer un servicio dedicado con canales de 
alta definición bajo demanda, se envía un solo canal a la vez al abonado en lugar 
de un broadcast de todos los canales. Este tipo de servicio está cambiando 
debido a que la oferta de canales en Alta Definición es cada vez mayor y la 
tendencia es que, en el corto plazo, todos los canales se ofrezcan en este formato 
por lo que la fibra óptica es el único medio capaz de ofrecer un servicio de este 
tipo. 
Otra innovación que requiere de la capacidad de transporte y simetría de las 
redes ópticas son los espacios de almacenamiento virtuales en la “nube”. Esta 
aplicación requiere una tasa de subida mayor a la que puede ofrecerse con una 
red de cobre, para poder almacenar y acceder a los archivos a una velocidad 
relativamente rápida. Las video llamadas son también muy utilizada en la 
actualidad y cada día el usuario desea una mayor calidad del video, lo cual se 
podría lograr únicamente con un mayor ancho de banda. 
Estas son las aplicaciones en las cuales una red de fibra óptica que llegue hasta 
el hogar se convierte en una opción lógica para poder soportar todas las 
demandas futuras de los abonados, sin limitaciones en cuanto a distancia se trate 
y usando una menor cantidad de equipos. 
 
 
1.5 Ventajas y Desventajas de FTTH 
1.5.1 Deficiencias en las soluciones “legacy” DSL, Cable, e inalámbrico. 
En tiempos anteriores al uso de la fibra óptica, las redes de comunicación 
utilizaban redes de cobre y enlaces microondas, las compañías de cable 
obtenían su señal de enlaces satelitales o microondas para gestionar los datos 
recibidos y redistribuirlos en su red hasta los abonados. Los primeros pasos 
en introducir la fibra óptica en redes de distribución de telecomunicaciones 
consistieron en hacer sistemas híbridos con cable coaxial (HFC), sistema que 
ha sido ampliamente desplegado por las compañías de cable. 
 
El termino fibra hasta el nodo (FTTN) se usa a menudo para lo que 
esencialmente es una topología HFC y profundizando más aun en el 
concepto, el nodo HFC se convierte en una unidad óptica de red (ONU) para 
la línea de suscripción de muy alta velocidad (VDSL). 
 
En la actualidad, el sistema HFC es aun la solución de banda ancha más 
usada por cable operadores, mientras que líneas asimétricas (ADSL) 
dominan las redes de telecomunicaciones. Sin embargo, todas estas redes 
tienen limitaciones en cuanto a los servicios que pueden ofrecer, en su ancho 
de banda y en la distancia que a la que tienen que estar sus usuarios desde el 
nodo. Por esta razón, los sistemas DSL han sido competitivamente exitosos 
pero mayormente cuando se usa para distancias relativamente cortas y tasas 
de bit bajas cuando comparadas con las capacidades de transporte que puede 
brindar la fibra óptica. Las líneas de suscripción digital (DSL), han pasado 
por numerosas generaciones que utilizan un procesamiento de las señales 
cada vez más complejas para exprimir las tasas de bits y alcanzar distancias 
considerables con la red tradicional de cobre instalada. Sin embargo, las 
distancias que se puede alcanzar con DSL son bastantes modestas, 
considerando las demandas emergentes, como por ejemplo HDTV. En el 
caso de sistemas DSLAM se podría alcanzar distancias más altas 
retroalimentando cada línea con acondicionamiento, sin embargo, esta 
opción sería prohibitivamente cara para brindar servicios de comunicación y 
entretenimiento a particulares. 
 
Todas estas limitaciones se resuelven al emplear redes FTTH asegurando un 
sistema lo suficientemente robusto como para soportar cualquier demanda en 
el futuro. Utilizando una red óptica pasiva se asegura la disminución de 
costos en equipos de regeneración de señal y que no se requiera sofisticados 
sistemas de procesamiento de la señal. Se considera que una red de este tipo 
podría ser funcional por un periodo considerable de tiempo y no será 
necesaria ninguna reingeniería en el sistema durante décadas. En la 
actualidad, las empresas que brindan servicios de telecomunicaciones 
utilizan redes de tecnología DSL paralelas a las redes de telecomunicaciones 
ya existentes para solventar la demanda actual del servicio, sin embargo, 
estas soluciones son parches ante deficiencias de redes de generaciones 
anteriores que no solventaran la demanda que se tendrá en el futuro 
inmediato. Esto pone a las redes FTTH en una categoría diferente a las redes 
DSL y sistemas de cable en las cuales, la electrónica sensible de protocolos 
interviene entre la cabecera y el suscriptor. 
 
Una gran ventaja de la fibra óptica y sobre todo en el empleo de ésta en redes 
de última milla, es el espacio disponible y escalable para crecer en ancho de 
banda y la libertad de permitir “crosstalk” en la red. Está claro que la baja 
atenuación de la fibra óptica se traduce en transmisores de baja potencia y 
receptores relativamente insensibles, pero lo que realmente importa es que 
estas características derivan en reglas de diseño más permisibles para la 
instalación de la red, frente a los sistemas “legacy”a las que se debe tener un 
gran cuidado en el largo del segmento en lo que se refiere a la selección del 
cable, ajustes en el ecualizador y atenuador variable, siendo estas 
consideraciones las más importantes sin que sean las únicas. 
La naturaleza pasiva de una red FTTH con una arquitectura PON y el hecho 
que la electrónica se encuentra únicamente en los extremos de la red, 
significa que el mantenimiento y reparación de estos sistemas se pueden 
realizar mucho más fácilmente y a menores costos, además de disminuir los 
daños en los equipos. Los operadores que ya han instalado versiones 
tempranas de tecnología PON (como redes BPON), tienen la ventaja sobre 
otros operadores que han instalado sistemas “legacy”, pues tan pronto como 
su red no abastezca a la demanda de datos, podrán actualizar su sistema a 
uno basado en ATM como el GPON o a uno basado en Ethernet, EPON, 
únicamente descargando remotamente software a todos sus ONUs desde la 
central OLT. Evidentemente esto pone en ventaja a las redes PON sobre las 
“legacy” que tendrían que realizar gastos en equipos e inclusive en la 
instalación de nuevas redes, cuando estas ya no abastezcan la demanda 
requerida. En un sistema FTTH, no se necesitara cambiar absolutamente 
nada en la planta externa, si es que se diera el caso de que con el sistema que 
se tenga no se abastezcaa las tasa de bits cada vez mayores a los altos 
niveles de protocolos y servicios que se están introduciendo, la fibra óptica 
es el medio ideal para asegurarse que un cambio eventual en alguna parte del 
sistema construido, ocurra únicamente en la Oficina Central y en las 
instalaciones de la plata interna. 
 
CAPITULO II: DISEÑO DE LA RED DE FIBRA OPTICA FTTH 
 
 2.1 Estudio de la demanda 
 
 En cuanto a la demanda de los servicios que se pretenden ofrecer a través de esta 
red propuesta, se plantearan varias tasas de transferencias y paquetes de datos 
para que los usuarios puedan tomar como base y escoger para el cálculo del 
ancho de banda. 
 
En el Ecuador el crecimiento de internet, de las tecnologías de información y 
comunicación en general, han dado lugar a un acceso casi ilimitado de datos y 
herramientas que pueden ayudar al desarrollo de conocimientos en nuestra 
sociedad. 
 
La demanda de internet en el país ha tenido un crecimiento sostenido desde 
1996. Hasta el 2008, fecha hasta la que presentan datos, se registran 1191960 
usuarios de internet, teniendo en cuenta que en el año 2000 existían 57627 
usuarios representando un crecimiento del 2068,4% lo que demuestra que la 
demanda va en claro aumento sin ningún indicio de que esta tendencia 
disminuya.2 
 
 
2 Super Intendencia de Telecomunicaciones, crecimiento de la demanda de internet en el Ecuador. 
 
Figura [2.1] Porcentaje del mercado de los mayores Prestadores de servicios portadores. 
Fuente: Superintendencia de Telecomunicaciones de Ecuador 
 
 
 El cuadro extraído de los archivos estadísticos de la superintendencia de 
telecomunicaciones, muestra el porcentaje del mercado que posee cada Empresa 
de servicios portadores de telecomunicaciones, ubicando a la empresa CNT-EP 
con el 40,9% del mercado nacional en noviembre del 2009, empresa pública que 
tiene un claro progreso en su infraestructura, capacidad de distribución de 
servicios y tecnología, en clara ventaja para asumir la creciente demanda. 
 
Más allá del incremento sustancial en el número de usuarios de internet, está el 
aumento de la necesidad de un mayor ancho de banda. Esta tendencia es mucho 
mayor al crecimiento en usuarios, debido a los servicios que se ofertan y que 
requieren un ancho de banda mucho mayor. Video de alta definición, juegos de 
video, video conferencias y otras, son las aplicaciones que los usuarios de 
internet demandan en la actualidad y que consideran aplicaciones de internet 
rutinarias y en algunos caso indispensables. El almacenamiento de información 
en la “nube” ha sido el gran paso que han dado las grandes empresas 
informáticas en este año y amenaza con ser una de las razones primordiales por 
las cuales el usuario necesitara un mayor ancho de banda que el actualmente 
ofertado. Google, Apple, Amazon y Microsoft, son algunas de las empresas que 
ya ofrecen servicios de almacenamientos seguros en la nube informática, 
librando a las computadoras y demás dispositivos electrónicos de unidades de 
almacenamiento extensas, siempre y cuando cuenten con conexión a la red. 
Según datos publicados por CISCO el consumo promedio de la población 
conectada a internet es de 1Gb por mes, cifra que se podría quintuplicar para el 
2015.3 Con una demanda de 5Gb por mes por cada usuario de internet e 
inclusive con 33Gb estimados para la misma fecha en Estados Unidos, 
demuestran la necesidad de una red capaz de soportar esta demanda proyectada. 
 
2.2 Tecnologías PON 
 
La tecnología PON es una arquitectura ya madura que ha pasado por varias 
evoluciones con estándares de calidad y operación bien delimitados por la ITU y 
la IEEE en algunos casos. La tecnología se divide básicamente en dos, la basada 
en ATM y la que se basa en Ethernet. La tecnología más utilizada en la 
actualidad es la GPON, que es el resultado de la evolución de redes PON que se 
manejan con ATM. 
 
Las redes de fibra óptica pasivas utilizadas en su totalidad, incluyendo la ultima 
milla, toma impulso gracias a la reducción de la fibra óptica y el vertiginoso 
crecimiento de la demanda de datos en el área residencial. 
 
Se debe tener en cuenta los componentes que en toda red PON van a existir. 
Como se dijo en el capitulo anterior, una red pasiva de fibra óptica no cambia en 
su estructura, de tal modo que su arquitectura básica no cambia. 
 
 
 
3 CISCO VISUAL NETWORKING INDEX. Forecast & Metodology 2010-2015 
 La OAN (“Optical Access Network”), Red de Acceso Óptico, es 
el conjunto de enlaces de acceso. 
 
 La OLT (“Optical Line Termination”), Terminación de Línea 
Óptica, brinda la interfaz de red entre la OAN y permite la 
conexión a una o varias ODN. 
 
 
 La ODN (“Optical Distribution Network”), Red de Distribución 
Óptica, es la encargada de brindar comunicación entre la OLT y 
el usuario. 
 
 El Splitter o divisor óptico pasivo, el cual se encarga de dividir la 
señal óptica y retransmitirla sin necesidad de alimentación. 
 
 
 La ONU (“Optical Network Unit”), Unidad de Red Óptica es la 
que actúa como vinculo entre usuario y la OAN, va conectada a la 
ODN. 
 
Todos estos elementos en conjunto forman una red Óptica Pasiva PON. Se 
puede decir que las OLT es la interface entre la red PON y el Backbone de la 
red, la ONT es la interfaz de servicio al usuario. 
 
2.2.1 Red APON/BPON: 
 
Fue la primera Red óptica pasiva con estándar ITU, es el ITU-T G.983, la 
letra A proviene de ATM (“Asichronous Transfer Mode”), la 
transmisión de datos se da en el canal de bajada por ráfagas de celdas 
ATM de 53 Bytes con 3 Bytes para identificación del equipo generador 
de la señal ONU. Estas ráfagas se envían en tasas de transferencia que 
pueden estar en los 155.52 Mbps, los cuales se reparten entre el número 
de usuarios conectados al nodo. La principal desventaja reside en la 
incapacidad de manejar video, pues no tiene asignada una longitud de 
onda asignada para esto. Como evolución de esta Tecnología, en el 2002 
se definió la BPON, esta red puede brindar distribución de video, 
Ethernet, VPL y multiplexación por longitud de onda (WDM) con lo que 
se logra un mayor ancho de banda, posee una arquitectura que puede ser 
simétrica o asimétrica con tasas que van de los 622Mbps (en el caso de la 
simétrica) y 155/622Mbps en el caso de una arquitectura asimétrica. 
 
 2.2.2 Red EPON. 
 
Fue desarrollado por un grupo de estudio de la IEEE y aprobado en el 
documento IEEE 802.3ah, se basa en el transporte de trafico Ethernet en 
lugar de celdas en ATM. Utiliza el mecanismo MPCP (“Multi Point 
Control Protocol”) el mismo que usa recursos como estados de máquina, 
temporizadores y mensajes para controlar el acceso a la topología punto-
multipunto, las velocidades de transmisión que puede manejar esta 
arquitectura son 1.25/1.25 Gbps y 2.5/2.5Gbps. 
 
Esta tecnología surgió como una alternativa para los proveedores de 
equipos, pues permitió brindar mejores costos y mayores anchos de 
banda, su desventaja se encuentra en el manejo de nuevos servicios, que 
se limita al usuario y no al operador. 
 
 
 
 
 
 
2.3 Tecnologías GPON 
 
Es una de las más recientes evoluciones en las redes PON, establecida en 2004 
tiene las recomendaciones de la ITU-T G.984.X 
 
La recomendación ITU, señala a una red GPON como “una red de acceso óptico 
flexible capaz de soportar los requerimientos en ancho de banda para empresas 
y servicios residenciales”4. 
 
La sección óptica de un sistema de red GPON puede ser simétrica o asimétrica, 
la red debe ser capaz de proveer de manera flexible una banda angosta para 
servicios de telefonía con la apropiada temporización para la introducción. 
 
Una red GPON apunta a transmisiones con velocidades mayores o iguales a 1.2 
Gbit/s, en sistemas GPON se identifican dos velocidades de transmisiónlas 
cuales se pueden combinar de la siguiente forma: 
 1.2 Gbit/s de subida, 2.4 Gbit/s de bajada. 
 2.4 Gbit/s de subida, 2.4 Gbit/s de bajada. 
 Siendo la forma asimétrica la más comúnmente usada en implementaciones 
reales de redes FTTH. Es importante destacar que en estos sistemas el alcance 
lógico que se puede tener, entre la ONU/ONT y la OLT, es de 60Km. Sin 
embargo, este alcance se ve reducido por las limitaciones físicas del alcance 
máximo actual que se definen en las longitudes de 10Km y 20Km, siendo la 
primera distancia la máxima cuando se utilizan tasas de 1.25Gbtis o superiores. 
Las redes FTTH deben acomodar servicios que requieren un retraso de 
transferencia media máximo de 1.5ms. En cuanto al radio de división para una 
red GPON, cuan más grande sea este radio de división más atractivo será para 
los operadores; sin embargo mientras más grande sea el radio de división más 
 
4Referencia del ANEXO B. 
grande será la división óptica lo que crearía una necesidad de más potencia para 
soportar el alcance físico que se podría tener en la red. 
Los radios de división llegan hasta un índice de 1:64de forma práctica en la capa 
física con la tecnología actual. Sin embargo en anticipación a la evolución de 
estas tecnologías de redes pasivas la capa TC debe considerar divisiones de 
1:128. 
Con respecto a estas características, la recomendación ITU-T G.984.2 da las 
velocidades binarias nominales de la señal digital en la sección de requisitos de 
la capa dependiente del medio físico para sedes GPON, esta recomendación 
viene dada de la siguiente forma y da como referencia que debe ser múltiplo de 
8 KHz 
 1244,16 Mbit/s – 155,52 Mbit/s, 
 1244,16 Mbit/s – 622,08 Mbit/s, 
 1244,16 Mbit/s – 1244,16 Mbit/s, 
 1244,16 Mbit/s – 155,52 Mbit/s, 
 2488,32 Mbit/s – 155,62 Mbit/s, 
 2488,32 Mbit/s – 622,08 Mbit/s, 
 2488,32 Mbit/s – 1244,16 Mbit/s, 
 2488,32 Mbit/s – 2488,32 Mbit/s, 
 Esta tabla de velocidades y los parámetros de perdidas en el trayecto óptico 
están definidas en la recomendación ITU-T G.982 y se repiten en la 
especificación ITU-T G.984.2. 
Así mismo se puede utilizar una transmisión bidireccional o la técnica de 
multiplicación por división de longitud de onda (WDM) en una sola fibra o se 
puede optar por una transmisión unidireccional en dos fibras. Para esto la 
recomendación da que en sentido descendente el intervalo de longitudes de onda 
de trabajo en los sistemas de una sola fibra será 1480-1500 nm. El intervalo de 
longitudes de onda de trabajo en sentido descendente en los sistemas de dos 
fibras será de 1260-1360 nm. 
La máxima penalización del trayecto óptico no deberá rebasar 1 dB considerado 
como la degradación total debida a las reflexiones, la interferencia entre 
símbolos, le ruido de partición de nodo y la fluctuación de láser. En sentido 
ascendente se puede aceptar un aumento de penalización del trayecto óptico 
debido a la dispersión a velocidades binarias de 622Mbits/s o superiores, 
siempre que en todo aumento de penalización en el trayecto por encima de 1dB 
se compense con un aumento de la potencia inyectada transmitida mínima o un 
aumento de la sensibilidad del receptor. 
El estándar ITU-T G.984.2 en su sección 8.2.8.12 define en cuadros los 
parámetros de la capa dependiente del medio físico y de las interfaces ópticas en 
sentido ascendente y descendente dando la atenuación permitida entre el OLT y 
la ONU; en el peor de los casos incluye no solo la atenuación de fibra sino 
perdidas en los spliters, conectores, atenuadores ópticos si es que se usan y 
cualquier otro dispositivo pasivo más un margen de seguridad para cubrir 
cualquier spliter futuro o si se añadiera mas longitud de cable, cambios de 
atenuación por factores ambientales y posiblespérdidas por degradación en los 
conectores. 
Clase A: 5 a 20db 
Clase B: 10 a 25db 
 Clase C: 15 a 30db 
 
 
 
 La máxima deferencia atenuación entre ONUs debe ser de 15db. 
 El de potencia de lanzamiento para la comunicación con una sola fibra y 1.2Gb/s 
de bajada en dBm es: 
Clase A: -4 a +1 
Clase B: +1 a +6 
Clase C: +5 a +9 
 
En el mismo caso pero con una velocidad de bajada de 2.4 Gb/s se tiene: 
Clase A: 0 a +4 
Clase B: +5 a +9 
Clase C: +3 a +7 
 
 Ahora en el caso que se tenga una velocidad de subida de 1.2 Gb/s: 
 Clase A: -3 a +2 
Clase B: -2 a +3 
Clase C: +2 a +7 
 
La sensitividad mínima del receptor/ sobrecarga mínima del receptor en dB: 
 A 1244 Mb/s 
Clase A -25/-4 
Clase B -25/-4 
Clase C -26/-4 
 A 2488 Mb/s 
Clase A -21/-1 
Clase B -21/-1 
Clase C -21/-1 
 
Sensibilidad mínima de subida del receptor/sobrecargamínima del receptor a 1.2 
Gb/s in dBm: 
Clase A -24/-3 
Clase B -28/-7 
Clase C -29/-8 
 
 2.3.1 Tecnologías involucradas en las redes FTTH-GPON 
Las redes GPON son una evolución de redes pasivas ópticas ATM, que 
utiliza tecnologías TDM en sentido descendente con periodos de 
transmisión fijos y TDMA en sentido ascendente. GPON utiliza un 
método de encapsulación de datos propio llamado GEM (“GPON 
Encapsulation Method”) la cual soporta cualquier tipo de servicio como 
Ethernet, ATM, TDM, etc. en un protocolo de transporte síncrono basado 
en tramas síncronas de 125us. Además de esto, la tecnología GPON 
emplea capacidades de OAM avanzadas (Operación, Administración y 
Mantenimiento), ofreciendo una potente gestión del servicio de extremo 
a extremo. 
A consecuencia de la arquitectura en árbol que utiliza las redes GPON, se 
utiliza broadcasting para la señal de bajada y técnicas de seguridad de 
encriptación AES (“Advanced Encryption Standard”) para proteger de 
esta forma los datos que debido a la forma en la que de transporte llegan 
a todos los usuarios y deben estar codificadas para que la reciba solo el 
usuario que pide la información. Para utilizar de forma eficiente el ancho 
de banda con el que se puede contar en la fibra óptica en cualquier 
momento incluyendo los de más alto trafico que la red pudiera tener, 
utiliza una técnica de Asignación Dinámica de Ancho de Banda o DBA 
(“Dynimic Bandwith Allocation”). 
 2.3.1.1 Asignación Dinámica de Ancho de Banda. 
La Asignación dinámica de ancho de banda es una técnica por el 
cual el ancho de banda de tráfico es compartido según la demanda 
y de manera justa entre los usuarios. Es una forma de gestión del 
ancho de banda disponible, similar a la multiplexacion estática, en 
donde la forma en la que comparte un enlace común se adapta al 
tráfico instantáneo que se tienen en los nodos conectados al 
enlace común. 
Un algoritmo DBA puede mejorar significativamente el 
rendimiento de una red, mejora la flexibilidad en la respuesta de 
la arquitectura que se establezca para la red y permite al 
proveedor del servicio generar más ganancias de su red FTTH, sin 
aumentar el ancho de banda neto al aumentar el porcentaje de 
suscriptores que puede soportar el sistema, de una manera más 
simple, la asignación dinámica de ancho de banda, asigna el 
ancho de banda que le corresponde a usuarios que no están 
utilizando el servicio y a aquellos que están conectados a la red, 
por lo que da cabida a un mayor número de usuarios potenciales 
con el mismo ancho de banda 
 2.3.1.2 GPON Encapsulation Method GEM: 
En las redes GPON (y en las BPON) las tramas son de 125us de 
duración y existen dos flujos de ráfagas que van desde y hacia un 
nodo de la red de distribución óptica PON, aunque su largo puede 
o no coincidir con la trama del usuario. De no coincidir la 
encapsulación es requerida se debe poner el paquete del usuario 
que podría ser más corto que la trama GPON dentro de esta o si la 
trama del usuario es más larga que la utilizada en GPON, se la 
deberá romper en fragmentos para transmitirlos parte por parte en 
tramas GPON sucesivas. 
En la dirección de salida en un nodo, las tramas son colocadas 
juntas enuna partición GEM, una cabecera es preparada e 
incluida para ser enviada a través el medio. Con esto, el método 
de encapsulación GPON permite transportar cualquier tipo de 
celda ya sea Ethernet, TDM o ATM. 
En la recomendación ITU-T G.984.3, se define a este método de 
encapsulación como un esquema de transporte con mecanismo de 
tramas de longitud variable para transportar servicios sobre redes 
PON. El protocolo de convergencia de transmisión soporta tanto 
encapsulación GEM, para las tramas, como ATM, para el 
transporte de celdas, aunque esta última en las recomendaciones 
más recientes no es necesaria para ningún servicio de interés, por 
lo que deprecia el uso de ATM en el transporte. 
En el sentido descendente la multiplexación del tráfico funcional 
es centralizado. La OLT multiplexa las tramas GEM hacia el 
medio de transmisión usando GEM Port-ID o identificación de 
puerto GEM (parte del protocolo de encapsulación) para 
identificar las tramas GEM que pertenecen a las diferentes 
conexiones lógicas de bajada. Cada ONU filtra y procesa las 
tramas que pertenecen únicamente a esta. 
 
Figura [2.2] Multiplexación de bajada (Parte sombreada indica el 
multicas realizado por GEM). 
 Fuente: “ITU-T G.984.3 Capitulo 5” 
 
En el caso del sentido ascendente se distribuye la funcionalidad 
de multiplexación de tráfico. La OLT asegura la transmisión de 
subida del tráfico que busca a las entidades dentro de las ONUs. 
La asignación del ancho de banda de subida de cada entidad es 
identificada por su asignación de IDs (“Allocs-IDs”). Las 
asignaciones de diferentes Alloc-IDs son multiplexadas en un 
tiempo especificado por el OLT en el mapa de ancho de banda 
transmitido en la bajada. Con cada asignación de ancho de banda, 
la ONU usa el Port-ID como una llave para identificar la trama 
GEM que pertenece a cada conexión lógica de subida. 
El identificador de puerto GEM o GEM Port-ID, es un número de 
12 bits que es asignado por la OLT a cada conexión individual 
lógica; se debe tener en cuenta, además, que la trama GEM tiene 
una cabecera de 5 bytes seguida por la información de longitud 
variable. 
 2.3.1.3 ATM 
Es una técnica de “switcheo” usada en redes de 
telecomunicaciones. Esta usa multiplexación por división de 
tiempo asíncrona y codifica los datos en pequeñas celdas de 
tamaño fijo, esto difiere de redes como las de internet o Ethernet 
LAN que usan tramas o paquetes de tamaños variables. Usa un 
modelo de conexión orientado, en el cual un circuito virtual debe 
ser establecido entre extremos donde los datos van a ser 
transmitidos para solo entonces comenzar con la transmisión. Este 
tipo de transferencia ya no está dentro de las recomendaciones de 
la ITU dado que se usa el método de encapsulación GEM. 
 2.3.1.4 Wave Division Multiplexing. 
Se trata de una tecnología que multiplexa varias señales ópticas 
portadoras en una sola fibra usando diferentes longitudes de onda 
(colores). WDM permite tener comunicaciones bidireccionales 
sobre la misma fibra y aumenta la capacidad de transporte del a 
fibra. 
Un sistema WDM utiliza un multiplexador en el transmisor para 
unir señales y un demultiplexor en el extremo del receptor para 
dividirlas, los sistemas WDM son utilizados en arquitecturas tanto 
activas como pasivas de fibra óptica. 
 
2.4 Elementos componentes de la red 
 
La configuración típica de una Red GPON tienen elementos que se muestran en 
la siguiente figura se detallan a continuación 
 
 
Figura [2.3] Esquema Básico de red GPON con componentes principales. 
Fuente:“http://www.haishuo.com/en/solution/support-00002.htm” 
 
 
 
 
 
 2.4.1 Fibra óptica. 
 
Este medio dieléctrico hecho de sílica (dióxido de silicio) tiene increíbles 
capacidades pasabandas. Un ancho de banda de 25,000 GHz (35nm) está, 
en teoría, disponible y se podrían alcanzar velocidades de entre 10 y 
100Gb/s por cada usuario al que le llegue una red con este material. No 
solo el ancho de banda que brinda este medio es importante, la baja 
atenuación que presenta (0.20db/km a 1.55um) y el bajo costo, que en la 
actualidad es inferior al cobre, el pequeño espacio físico que ocupa, el 
peso, la casi completa ausencia de cualquier mecanismo de 
envejecimiento, la inmunidad que tiene a los rayos y el hecho de que 
ningún medio superior ha sido desarrollado desde que la fibra de silica 
fue introducido en 1965vuelve valido al argumento de que una inversión 
en una red de fibra óptica será lo mas permanente que vamos a tener en 
cuanto a medios de transporte todas estas ventajas. 
 
Básicamente existen dos tipos de fibra óptica. La monomodo (SMF) que 
tiene la capacidad de propagar un solo haz de luz, su ventaja es que al 
transportar un solo haz se puede llegar más lejos y con una mayor 
cantidad de datos por ese haz de luz. La fibra multimodo (MMF), debido 
a un núcleo de mayor diámetro permite la circulación de varios haces de 
luz. Subsecuentemente existe otra forma de SMF recientemente 
introducida que se conoce como “holey fiber” o “hole-assisted fiber” 
esta fibra confina el haz de luz al guiarlos longitudinalmente aun que este 
tipo de fibra no es común en redes FTTH. 
 
 
 
 
 
 
 
Figura [2.5]. Cortes Transversales de Fibra óptica. (a) Ejemplo de fibra 
Monomodo. (b) Fibra Multimodo. (c) Fibra “Holey” 
Fuente: “Fiber to the Home. The new Empowerment” 
 
En cuanto a este diseño, debido a las ventajas en precio que presenta la 
fibra monomodo y a la gran capacidad de ancho de banda que tiene esta 
fibra hacen que sea la fibra adecuada. 
 
Las recomendaciones de la unión internacional de telecomunicaciones 
para las fibras monomodo se encuentran en la sección ITU-T G.65X de 
las cuales se ha extraído las partes de interés para el manejo de la fibra 
óptica. 
 
ITU-T G.652: en esta sección se detalla la fibra monomodo, debe tener 
una longitud de onda de dispersión nula situada en los 1310nm, siendo 
ésta la región óptima de utilización y pudiendo utilizar la región de los 
1550nm donde la fibra ya no será optimizada. Se pueden tener 
aplicaciones analógicas o digitales. 
 
ITU-T G.653: esta sección da las características de la fibra con dispersión 
desplazada, con una longitud de onda de dispersión nula nominal cercana 
a los 1550nm y con un coeficiente de dispersión que aumenta 
monotónicamente junto con la longitud de onda. También se puede 
utilizar fuera de su ventana óptima en los 1310nm. Se deben efectuar 
arreglos si se quiere realizar una transmisión a longitudes de onda 
superiores que lleguen hasta los 1625nm. 
 
ITU-T G.654 Aquí se detalla la fibra monomodo con corte desplazado 
cuya dispersión nula está situada en 1300nm donde su menor atenuación 
y la longitud de onda de corte desplazado esta en los 1550nm. Se utiliza 
en sistemas de transmisión de larga distancia terrestres o submarinos 
digitales por la baja atenuación que presentan. 
 
ITU-T G.655 Fibra monomodo con dispersión desplazada No Nula, 
donde su dispersión cromática es mayor o diferente de Cero. Se utiliza la 
ventana 3 de 1550nm con lo cual se elimina el efecto no lineal generado 
por una mezcla de cuatro ondas, que puede ser perjudicial en DWDM. Se 
puede utilizar de forma óptima entre 1530nm y 1565nm con una 
tolerancia menor o igual a 1625nm. 
 
2.4.2 Amplificadores Ópticos. 
 
Es inevitable la atenuación que sufre la señal cuando viaja por la fibra 
óptica entre el head-end OLT y la ONU del suscriptor, las pérdidas más 
significativas ocurren en los divisores de señal que se utilizan en las 
redes de arquitectura PON. Por ejemplo los divisores con relación 32:1 y 
tal como se ha discutido, los estándares y recomendaciones antes 
revisados imponen perdidas no mayores a los de 15-dB; y de suceder esto 
se deberán utilizar amplificadores para compensar estas pérdidas. Cada 
acoplador o divisor tiene rangos típicos de 1.2dB para una relación de 1:4 
yluego 2.0dB para una relación de 1:8. Entonces en un sistema con estos 
dos divisores se podría alcanzar valores superiores a los antes 
mencionados, por lo que sería necesario utilizar algún tipo de 
amplificadores ópticos. 
 
Amplificadores económicos, convenientes y prácticos están disponibles 
en el mercado, los cuales tienen el principio de funcionamiento EDFA 
(“Erdium-Doped Fiber Amplifier”), aunque estos amplificadores se 
pueden utilizar únicamente en el rango comprendido entre los 1530nm 
hasta los 1560nm. Este tipo de amplificadores están formados por fibra 
óptica y no por otro tipo de tecnología, como espejos o lentes, que 
también son utilizados. 
 
 
 
Figura [2.6] Esquema de un amplificador óptico de Erbidium (EDFA) 
Fuente: “Fiber to the Home. The new Empowerment” 
 
 
La forma en la que estos amplificadores funcionan se muestra en la 
figura [2.6]. La energía es incrementada debido a los átomos de erbidium 
que se encuentran dentro una sección de varios metros de este 
amplificador. Un laser denominado como de “Bombeo”, el cual se 
encuentra típicamente en una longitud de onda entre los 980-1490nm, 
excita las impurezas de erbidium con lo cual se produce el incremento de 
la energía en la señal de interés. 
 
2.4.3 Divisores y acopladores: 
 
En redes anteriores a las FTTH, donde en la última milla se utilizan 
sistemas como DSL, Cable, HFC y FTTC, todos tienen importantes 
dispositivos electrónicos que deben ser energizados entre el head end y el 
suscriptor. Una red FTTH, como se ha destacado, carece de estos 
dispositivos y el único elemento activo que se debería utilizar seria un 
amplificador EDFA; el cual no solo es ópticamente transparente, sino 
que también es “transparente de protocolos”. 
 
En sistemas PON; en lugar de dispositivos electrónicamente activos, se 
utilizan divisores, los cuales en la dirección contraria se les considera 
como acopladores o combinadores de señal. Se debe tener en cuenta que 
a pesar de ser un elemento pasivo que no disipa energía eléctrica, suman 
una importante atenuación a la señal y por lo tanto; costos extras al tener 
que adicionarse EDFAs. 
Otra importante consideración a tener en cuenta es el comportamiento 
que tiene la luz lo que convierte en un desafío el hacer estos 
componentes más densos y pequeños. Una fibra óptica estándar, o guía 
de onda de unos 1300 o 1550nm, no debe tener un radio de curvatura 
menor a 2 o 3 cm, de lo contrario la radiación en el núcleo se verá 
combinada con otros modos y se perderá la señal. Mientras mayor sea la 
longitud de onda mayor será el problema que surge en este sentido y que 
se debe tener en cuenta en este tipo de elementos pasivos. 
 
Existen en la actualidad dos tipos de divisores, los FBT (“fused biconical 
taper”) y los PLCs (“planar ligthwave components”). Los dispositivos 
FBT se fabrican enrollando varias fibras entre sí, y luego mientras se 
calientas las fibras y se las funden unas con otras, se comprimen de 
forma que todas las fibras quedan muy juntas y con un extremo en 
común. Por otro lado los componentes PLC son fabricados mediante 
líneas de sílice litográficas sobre un sustrato metálico de silicón, en 
ambos casos la operación es la misma. 
 
Típicamente los dispositivos FBT tienen relaciones 1:2, 1:3, 1:4; tienen 
perdidas de inserción de 0.3dB, una pérdida de retorno de más de 55dB y 
un rechazo en cada canal de la señal proveniente de otros canales que va 
desde los 3.6dB hasta los 20dB. Los PLCs disponibles se encuentran en 
relaciones de hasta 1:32, pero requieren acoplamiento entre la fibra y el 
PLC tanto en la entrada como en la salida del dispositivo; a continuación 
se incluye una tabla de la atenuación que se inserta a la red. 
 
 
Tabla [2.1] Relaciones de perdida por inserción vs relación de división de 
la luz en los splitters. 
Fuente: 
http://www.um.edu.uy/_upload/_descarga/web_descarga_179_Caracters
ticasgeneralesredfibrapticaalhogarFTTH.-VVAA.pdf 
 
 
 
 
2.4.4 Conectores y Uniones: 
 
Muchas formas de conectores de fibras ópticas de un solo hilo han sido 
desarrolladas en los últimos años mejorando cada vez el costo, la 
atenuación, la reducción en la perdida de retorno y los efectos de la 
supresión de polarización. El conector típico utilizado es el denominado 
FC el cual se ilustra en la figura [2.6]. Está se encuentra asegurada con 
un epóxico adhesivo en la férula por el cual ha sido alineado un agujero 
cuyo diámetro es ligeramente mayor que el diámetro de la fibra 
(típicamente 125um). Debido a que la unión de las dos partes del 
conector nunca están libres de reflexión, cada mitad del conector tiene 
una desviación no perpendicular del eje de 8 grados, con lo cual la unión 
del conector tendrá una desviación del eje total de 16 grados, la cual es lo 
suficientemente grande para que las reflexiones internas de la fibra no se 
produzcan en las longitudes de onda utilizadas en las redes FTTH, con lo 
que la luz reflectada se pierde en el conector. 
 
 
Figura [2.6] Descripción de un conector de fibra óptica 
Fuente: “Fiber to the Home. The new Empowerment” 
 
 
 
Los conectores de fibra óptica tienen varios problemas que hace que la 
opción de fusionar la fibra sea la más adecuada, cuando sea posible 
utilizar ésta. No solo que los costos de los conectores es mucho mayor, 
sino que las pérdidas son mayores y no se pueden instalar fácilmente para 
manejar cintas de fibra en el mismo estilo de un conector eléctrico 
multiconductor. 
 
Típicamente, los conectores FC pueden tener una pérdida de 0.2dB y con 
una pérdida de retorno de 50 o 60dB, dependiendo de la configuración 
que se utilice. Se debe tener muy en cuenta que los conectores que estén 
cerca de una fuente de alta potencia, como un EDFA, están sujetos a 
daños severos con lo que la conexión se perdería. 
 
Existen dos clases de uniones para la fibra óptica, la unión mecánica y la 
fusión de la misma. La unión mecánica viene en varias configuraciones 
geométricas que tienen como fin el unir con la mayor precisión a los ejes 
de la fibra; confinándola dentro de la unión con adhesivo epoxico. Existe 
una opción de conector que contiene un gel, el cual brinda la posibilidad 
de desmontar la unión. La unión de la fibra mediante fusión, por otra 
parte, son permanentes y se las hace con dispositivos especiales que 
funden el sílice del que la fibra esta hecha; haciendo una suelda con una 
pérdida muy baja de entre 0.02 y 0.04dB frente a los 0.4 o 0.8dB que se 
tiene con el uso de uniones mecánicas, las cuales; sí se pueden tener en 
una cinta multifibra a diferencia de los conectores. 
 
 
 
 
 
 
 
2.5 Diseño de la Red 
 
 2.5.1 Dimensionamiento de la Red. 
 
La configuración de una red FTTH, como se ha visto; tiene un alcance 
físico máximo de 20km de distancia, se prevé que en el futuro este límite 
pueda ser extendido con el desarrollo de nuevos componentes ópticos, 
sin embargo; como se verá a continuación, éste análisis no será necesario 
puesto que las distancias sobre las cuales va a estar tendida nuestra red 
no son ni cercanas al máximo de 20km previsto para estas redes. 
 
Para el dimensionamiento de la red se deberán tener en cuenta las 
siguientes premisas. 
 
 El estudio tiene como finalidad el diseñar la red física FTTH para 
el enlace de fibra óptica entre la OLT GPON y los equipos del 
usuario ONT. Se considera que el prestador del servicio CNT EP 
brindará la gestión de los mismos, que llegaran hasta la unidad 
OLT. 
 
 La red de fibra óptica será en su totalidad de tipo aéreo luego de 
poner en consideración a los dueños de la urbanización donde se 
emplazara esta red, los cuales han considerado pertinente esta 
opción, debido a que todos los tendidos subterráneos ya 
instalados en la obra (Agua potable, alcantarillado, sumideros, 
domiciliarias) están dispuestos de forma tal que dificultaría una 
eventual implementaciónreal de esta red, además de que se 
tendría que romper las veredas con este fin. 
 
 Se realizara una sectorización de la urbanización, considerando la 
capacidad por tarjeta GPON de la OLT, los spliters utilizados y la 
distribución de los lotes, se deberán tener puertos libres para una 
posible expansión de la demanda de puertos, sin embargo; al 
considerar un puerto por lote, el crecimiento en la demanda que 
se podría tener en el sector será muy reducido. 
 
 Se tomará la postería ya planificada para el tendido eléctrico para 
la colocación de spliters, mufas, la colocación de la fibra óptica y 
cualquier otro dispositivo que se requiera. 
 
 2.5.1.1 Sectorización y distribución de la Red FTTH 
La sectorización se realiza teniendo en cuenta la disponibilidad de 
32 suscriptores por cada salida de fibra óptica contemplada en el 
sistema a utilizar, distribuyéndolos en grupos de lotes adyacentes 
o cercanos entre sí. La unidad de terminación óptica OLT, se 
plantea ubicarla en la Comunidad educativa fiscal Leónidas 
García, donde se ubica el NODO conectado al backbone, 
propiedad de la empresa prestadora de los servicios CNT EP. De 
este se bifurcan N ramales principales, que dependerán del 
número de sectores a definirse en los planos de la lotización. Cada 
ramal principal tendrá un spliter con relación 1:4, y otro ramal 
secundario con una relación de división de 1:8, por cada spliter; 
se pretende dejar 2 conexiones de reserva de cada spliter 
secundario. 
 
Figura [2.7] Configuración de Red en Árbol. 
Fuente: Personal. 
 
La figura [2.7] representa la configuración de red en árbol que se 
pretende realizar con los spliters, de la relación antes mencionada 
como spliters primarios teniendo en cuenta que; en principio se 
tiene planificada la ramificación secundaria dado que las 
distancias no sobrepasan las recomendaciones ITU, no se tendría 
ningún inconveniente, y se agruparían a los usuarios en cada 
spliter de 8 líneas, teniéndolos convenientemente cerca uno del 
otro, al tener menos splitters la atenuación en la señal baja y 
quedando entonces 6 usuarios y 2 puertos de reserva. 
Al tener presupuestado el número total de domicilios dentro de la 
distribución del presente estudio, se considera que el tendido se 
realizará con una fibra monomodo de un hilo, dado que no se 
prevé un crecimiento que amerite tener fibras de reserva en el 
tendido y que con los puertos disponibles que quedaran en los 
spliters. La OLT utilizada en el Head-End tiene cabida para 22 
tarjetas PON; dando un total de 704 suscriptores si se utilizan 
tarjetas para 32 usuarios cada una, sin embargo; se planea utilizar 
en el primer ramal un spliter principal con una relación de 1:4 y 
en el ramal secundario y final un spliter con relación de 1:8, 
dejando, como ya se ha mencionado; 2 puertos de reserva con lo 
que se tendrá un total de 24 usuarios por puerto GPON de la 
unidad OLT. Con ésta consideración se necesitaran 6 tarjetas 
GPON en el Headend, quedando 54 líneas ópticas de reserva y un 
39.19% de los puertos iníciales instalados en el área. 
2.5.1.2 Delimitación y Discriminación de componentes de cada 
Sector. 
Se han establecido 6 sectores principales para los que se han 
destinado un hilo de fibra a cada uno. De aquí se derivan 4 
subsectores los cuales van a servir a seis usuarios en cada 
subsector. 
 2.5.1.2.1 Sector 1: 
Comprende el ramal principal 1 (definido en la 
planimetría con el tendido de color azul)ubicado en las 
calles D, C y 1, sus límites están en la calle 1 al norte, la 
calle Eloy Alfaro por el sur, la calle C al este y el lindero 
de la urbanización con la propiedad del Sr Octavio Idrovo 
al oeste. 
Los tramos secundarios que salen del spliter ubicado en la 
intersección de las Calles D con la calle 1. Tiene 24 
acometidas, de las cuales una tiene un spliter con una 
relación 1:4 y 4 spliters adicionales con relación 1:8. 
 
 2.5.1.2.1.1 Discriminación de equipos por sector: 
Éste es el sector más cercano a la OLT, por la topología de 
la urbanización, la forma en la que han dispuesto los 
elementos en los otros sectores es de forma similar, se 
tendrán dos spliters hasta llegar al usuario, como se verá 
en los cálculos respectivos de atenuación. 
 2.5.1.2.2 Sector 2: 
Comprende el Ramal principal 2 (definido en la 
planimetría con el tendido de color Rojo) ubicado en las 
calles A, 1 y 2, sus límites están al norte en la calle 2, la 
calle Eloy Alfaro por el sur, la propiedad del Sr Germán 
Arcos al este y la calle B al oeste. 
Los tramos secundarios que salen del spliter ubicado en la 
intersección de las Calles A con la calle 1. Tiene 24 
acometidas en total con todos sus ramales secundarios, de 
las cuales una tiene un spliter con una relación 1:4 y 4 
spliters adicionales con relación 1:8. 
 2.5.1.2.3 Sector 3: 
Comprende el Ramal principal 3 (definido en la 
planimetría con el tendido de color Verde) ubicado en las 
calles A y 7, sus límites están al norte en la Quebrada del 
Abacay, la calle 2 al sur, la propiedad del Sr Germán 
Arcos al este y la calle B al oeste. 
Los tramos secundarios que salen del spliter ubicado en la 
intersección de las Calles A con la calle 1. Tiene 24 
acometidas en total con todos sus ramales secundarios, de 
las cuales una tiene un spliter con una relación 1:4 y 4 
spliters adicionales con relación 1:8. 
 2.5.1.2.4 Sector 4: 
Comprende el Ramal principal 4 (definido en la 
planimetría con el tendido de color Amarillo) ubicado en 
las calles D,2, 3 y B, sus límites están al norte en la calle 
3, la calle 2 al sur, la calle B al este y la Propiedad del Sr 
Octavio Idrovo al oeste. 
Los tramos secundarios que salen del spliter ubicado en la 
intersección de las Calles A con la calle 1. Tiene 24 
acometidas en total con todos sus ramales secundarios, de 
las cuales una tiene un spliter con una relación 1:4 y 4 
spliters adicionales con relación 1:8. 
 2.5.1.2.5 Sector 5: 
Comprende el Ramal principal 5 (definido en la 
planimetría con el tendido de color Verde Claro) ubicado 
en las calles D y 4, sus límites están al norte en la calle 4, 
la Quebrada del Abacay al sur, la propiedad del Sr 
ÁngelMejía al este y la propiedad del Sr Germán Arcos al 
oeste. 
Los tramos secundarios que salen del spliter ubicado en la 
intersección de las Calles A con la calle 1. Tiene 24 
acometidas en total con todos sus ramales secundarios, de 
las cuales una tiene un spliter con una relación 1:4 y 4 
spliters adicionales con relación 1:8. 
 
 2.5.1.2.6 Sector 6: 
Comprende el Ramal principal 6 (definido en la 
planimetría con el tendido de color Morado) ubicado en 
las calles D y 5, sus límites están al norte en la calle 5, en 
el parque infantil y la propiedad del Sr Manuel Remache 
al sur, la propiedad del Sr ÁngelMejía al este y la 
propiedad del Sr Germán Arcos al oeste. 
Los tramos secundarios que salen del spliter ubicado en la 
intersección de las Calles A con la calle 1. Tiene 24 
acometidas en total con todos sus ramales secundarios, de 
las cuales una tiene un spliter con una relación 1:4 y 4 
spliters adicionales con relación 1:8. 
 
2.5.2 Cálculos Pertinentes al Estudio específico 
Se debe considerar en el presente estudio que se ha estimado la 
instalación de un puerto por cada lote en la urbanización donde se va a 
implantar la red, se han dejado 2 puertos libres en cada spliter de relación 
1:8 utilizado en cada ramal secundario, así mismo; se está considerando 
una tarjeta GPON de 32 usuarios cada una; hay que tener en cuenta que 
se podrían utilizar tarjetas de 64 usuarios, sin embargo; el OLT va a ser 
el mismo y se considera la opción menor para un posible uso de todas las 
capacidades de la OLT en el sector a futuro. 
 
 
 
 2.5.2.1 Dimensionamiento de Equipos: 
Con éstas consideraciones dentro del análisis se tienen las 
siguientes cantidades de spliters por nodo. 
 Ramal1 
Relación
 Cantidad de 
spliters ONTs por sub-ramal
1:4 1 
1:8 4 6
24
Total 
ONTs
 
 Ramal 2 
Relación
 Cantidad de 
spliters ONTs por sub-ramal
1:4 1 
1:8 4 6
24
Total 
ONTs
 
 Ramal 3 
Relación
 Cantidad de 
spliters 
Min/Max de ONTs 
por sub-ramal 
1:4 1 
1:8 4 5/6
23
Total 
ONTs
 
 Ramal 4 
Relación
 Cantidad de 
spliters 
Min/Max de ONTs 
por sub-ramal 
1:4 1 
1:8 4 5
22
Total 
ONTs
 
 Ramal 5 
Relación
 Cantidad de 
spliters 
Min/Max de ONTs 
por sub-ramal 
1:4 1 
1:8 4 5/6
22
Total 
ONTs
 
 
 Ramal 6 
Relación
 Cantidad de 
spliters 
Min/Max de ONTs 
por sub-ramal 
1:4 1 
1:8 4 5/6
23
Total 
ONTs
 
 
 
2.5.2.2 Cálculos para el enlace. 
Una vez que se tiene el número de conectores y splitters que van a 
aportar atenuación, se describen algunos puntos importantes dentro de los 
cálculos de la red. 
 2.5.2.2.1 Ventanas de transmisión para la fibra óptica. 
La información de desplaza a través de la fibra óptica en 
forma de un haz de luz con una longitud de onda 
especifica, dependiendo de si el tipo de fibra es 
monomodo o multimodo, del tipo de equipo óptico que se 
tenga para la transmisión de la señal, éstas se encontraran 
dentro de una determinada ventana, la cual se utiliza para 
describir la propiedad de cada segmento de luz dentro del 
espectro lumínico donde ésta se encuentre, de ésta 
característica también va a depender la perdida de luz en el 
trayecto, por lo cual se debe definir las ventanas en las 
cuales la fibra óptica puede trabajar y la ventana en la cual 
los equipos que se utilizan en redes GPON trabajan. 
 
Ventana 
Rango de Longitud de 
onda L 
Primera 800nm-900nm 850nm 
Segunda 1250nm-1350nm 1310nm
Tercera 1500nm-1600nm 1550nm
Tabla [2.2] Longitud de onda correspondiente a cada 
ventana. Fuente: Personal 
 
 
Los equipos que se van a utilizar trabajarán en la segunda 
ventana, la tercera ventana también se utiliza pero no en 
este caso, ya que se la destina para la transmisión de TV 
analógica. 
2.5.2.2.2 Atenuación 
Se define a atenuación de una señal como la pérdida de 
potencia de ésta al desplazarse por un medio de 
transmisión, en este caso la fibra óptica. 
Esta pérdida de la potencia no se expresa como una unidad 
lineal, sino de manera logarítmica como Decibelios [dB] y 
Decibelios por Kilometro [dB/km]; dentro de las 
consideraciones que se tiene al momento de calcular la 
atenuación de la fibra óptica, están los intrínsecos como la 
composición del sílice de la fibra óptica que se está 
manejando, las impurezas que contiene y demás aspectos 
del tipo de fibra especifica que se utilizara. Las extrínsecas 
por otra parte consideran aspectos externos a la fibra en sí, 
como empalmes, conectores, spliters y demás elementos 
que estén entre el tendido de la fibra óptica y no 
constituyan un elemento regenerador de la señal, además 
de curvaturas exageradas de la fibra y variaciones de 
temperatura. 
 
 
 
 2.5.2.2.1 Coeficiente de atenuación. 
Las normas ITU definen claramente que se debe 
especificar un valor máximo para la atenuación que 
tendrá para una o más longitudes, sin que estas 
rebasen el límite recomendado por esta misma 
organización. A continuación se presenta el cálculo 
donde se toma en consideración los puntos 
previamente citados en el presente capitulo, 
considerando las recomendaciones ITU y las 
atenuaciones de los diferentes elementos de la red. 
2.5.2.2.2 Atenuación en un enlace de Fibra óptica 
de tipo monomodo 
Tomando como base la recomendación ITU-T 
G.652 para un enlace de fibra óptica, en el caso de 
tratarse de fibra óptica de tipo monomodo, la 
ecuación para el cálculo de la atenuación se deberá 
expresar de la siguiente manera: 
 [2.1] 
 Donde 
 Es el Coeficiente de atenuación típico de la fibra 
óptica. 
 Atenuacion media por empalme. 
 Atenuacion media de conectores de línea 
 Número de empalmes por enlace 
 Número de conectores de línea de un enlace (en 
caso de q existieran). 
 Longitud del enlace. 
En esta ecuación no se consideran varios 
parámetros que dan lugar a atenuaciones de 
agentes externos a la fibra, como son empalmes 
suplementarios, envejecimiento entre otras 
perdidas, además de las generadas por equipos al 
momento de intervenir en la red. Las pérdidas 
debido a la absorción de los rayos ultravioletas e 
infrarrojos se despreciaran para casos en los que la 
longitud de onda sea mayor a 100nm como es el 
caso de estudio. 
 2.5.2.3 Mejor y peor Caso del enlace. 
En las redes de fibra óptica, la determinación de la 
atenuación no es dependiente del ancho de banda que 
pudiera manejar dicha red. Como se ha visto es 
proporcional a la distancia que se tenga y al número de 
elementos pasivos incluidos dentro del tendido de fibra. 
 
2.5.2.3.1 Mejor caso del enlace 
Tomando en cuenta la distribución que va a tener 
el tendido de fibra en la urbanización donde se 
propone implantarla, se tiene el esquema del mejor 
caso de la conexión de fibra óptica. 
Sobre el esquema definido como el del mejor caso 
dentro de esta distribución especifica, están los 
elementos necesarios para llegar desde el abonado 
hasta las ONT más próximas. 
Se debe tener en cuenta datos adicionales que se 
adicionaran a la atenuación en la fibra dependiendo 
de cada caso de estudio, variando en volúmenes y 
características: 
Atenuación de Spliters. 
Atenuación de conectores y empalmes 
Atenuación debido al Ambiente e instalación. 
Utilizando la Ecuación [2.1] se inicia con los 
cálculos para determinar la atenuación del mejor 
caso del tendido. 
 [2.1] 
 
0.4 / 
0.1 
0.1 
0 
1 
L= 0.432 Km 
0.4 0.432 0.1 0 0.1 1 
0.2728 [2.2] 
 
Además de esta atenuación en la fibra óptica, 
empalmes y conectores mecánicos, se deben sumar 
las atenuaciones ocasionadas por los spliters de 
cada tipo que se ponen en el trayecto, considerando 
que cada spliter de relación 1:8 tiene una 
atenuación de 11 dB y el de relación 1:4 una de 7,2 
dB; también se debe incluir el margen de seguridad 
por factores externos o los antes citados factores 
extrínsecos de 1dB, se tendrá la siguiente ecuación: 
 [2.3] 
En donde: 
 
 1: 4 
 1: 8 
 
Por lo tanto: 
0.2728 7,2 11 1 
19.4728 [2.4] 
 
2.5.2.3.1 Peor caso del enlace 
Este escenario se tiene en el subramal ubicado en 
la calle 7 teniendo en cuenta que es la más lejana 
de la OLT, se encuentra a 744 metros, los 
conectores utilizados, spliters y demás elementos 
sin embargo son los mismos. 
 [2.5] 
 
0.4 / 
0.1 
0.1 
0 
1 
L= 0.744 
0.4 0.744 0.1 0 0.1 1 
0.3976 [2.6] 
Como Atenuación en el peor caso se tiene una 
variación sólo en la Atenuación de la fibra óptica y 
el resto de atenuaciones permanecen iguales. 
 
 [2.7] 
0.3976 7,2 11 1 
19.5976 [2.8] 
Una vez realizados los cálculos de los rangos de 
atenuación que se tendrá en el sistema, se utiliza la 
sensitividad de las OLT que se van a utilizar para 
determinar si la atenuación producida en la línea 
sobrepasa la sensitividad del equipo. De aquí y 
utilizando la potencia de transmisión del equipo se 
tiene la siguiente fórmula: 
 
[2.9] 
 Donde: 
 
 Es la sensitivitad de la OLT 
 
 Atenuacion total del enlace 
 
 Atenuacion de retorno 
 
 Por lo tanto: 
 
28 19.5976 8.4024 [2.9] 
En el peor caso de la red planteada se tiene una 
atenuación de retorno de 8.40 dBm como muestra 
la ecuación [2.9], con lo que se puede ver que no 
existe ningún problema en cuanto a la atenuación 
del sistema y los equipos que se pretenden utilizar, 
lo cual era de esperar pues se están utilizando 
únicamente dos spliters desde la OLT hasta llegar 
al abonado, y la distancia en el peor caso de la red 
es considerablemente menor a los 20Km 
recomendados por la ITU. 
 
 2.5.3 Calculo de ancho de Banda. 
 
 2.5.3.1 Anchode banda para IPTV 
 
“Internet Protocol Television” es un sistema a través del 
cual se entrega el servicio de televisión aplicando las redes 
y métodos utilizados en Internet, específicamente con 
protocolos de comunicación de internet sobre una 
infraestructura de red de paquetes conmutados. Se utiliza 
una conexión de banda ancha de internet en lugar del 
método tradicional de envío de televisión. Este servicio 
requiere usualmente un ancho de banda de entre 1.5 y 
6MB, pues se trata de la entrega de video en tiempo real, y 
en el caso de este estudio de video de alta definición, lo 
que requerirá de un ancho de banda aun mayor. 
 
El estándar de compresión de video MPEG-4 es el más 
reciente y que más fuerza ha cobrado para la transmisión 
de video de manera eficiente, manteniendo la calidad 
deseada sobre el protocolo de internet. 
 
 
 
 
 
Tipo de Video 
Resolución, Tasa 
de cuadros 
Tasas de datos 
Requeridos 
Contenido Móvil (3g) 176X144, 10-24 fps 50-160 Kbps 
Internet/Definición 
Estándar 640X480, 24fps 1-2 Mbps 
Alta Definición (HD) 1280X720, 24fps 5-6 Mbps 
Full Alta Definición (full 
HD) 1920X1080, 24fps 7-8 Mbps 
 
Tabla [2.3] Niveles de calidad de imagen con tasa de datos 
requerida. 
Fuente: “Análisis de alternativas de arquitecturas de 
transporte para IPTV. De VILLARREAL ALVAREZ 
ANDRES DAVID” 
 
Los anchos de banda necesarios para proporcionar el 
servicio de IPTV son diversos, a pesar de poder ofrecer un 
Broadcast de televisión digital, inclusive si es de alta 
definición, se realizará el cálculo de ancho de banda para 
el número total de canales que se tendrán disponibles en la 
red y en la modalidad de video bajo demanda; el video 
será enviado a cada abonado según el canal que ponga en 
ese momento. 
Se puede establecer tres tipos de calidad en el video que se 
planea enviar, el video Estándar, el HD y el full HD, 
descartando el formato 3G reservado para dispositivos 
móviles y de mucha menor calidad; dada la oferta actual 
del mercado se realizaran paquetes de oferta de canales en 
modo estándar de video junto con canales en HD, cada día 
más ofertados por los operadores de cable. Se 
consideraran 40 canales de formato estándar y 10 canales 
HD. Para los canales estándar se requiere 2 Mbps y para 
los HD un ancho de banda de 6 Mbps por cada canal, de 
forma que el ancho de banda total para IPTV será: 
2 40 6 10 [2.10] 
[2.11] 
De forma general se tendrán los 50 canales disponibles en 
la red, sin embargo; cada usuario tendrá acceso a los 
canales dependiendo del paquete que escoja, los cuales se 
plantearan en el siguiente capítulo concerniente al análisis 
Económico; se debe hacer énfasis en que cada abonado 
accederá a un canal a la vez, por lo que aquí se diferencia 
el ancho de banda total requerido para todos los canales 
que se distribuirán y el ancho de banda que consumirá el 
abonado a la vez, por lo que será de 6Mbps por cada 
terminal de TV que este tenga. 
 2.5.3.2 Ancho de banda para VoIP 
 
Se utilizara un códec G.711. La elección de la duración 
del paquete o lo que es lo mismo la frecuencia de los 
paquetes, es un compromiso entre ancho de banda y 
calidad. Una baja duración requiere de más ancho de 
banda, pero si la duración se incrementa, el retado del 
sistema aumenta y es más susceptible a la pérdida de 
paquetes. El valor típico de este parámetro es de veinte 
milisegundos. 
 
Datos: 
 
Códec G.711 
Tt=0.125ms 
Duración Paquete= 20ms. 
Cr=1 
 
Cálculo de tasa de paquetes (Pr): 
 
pps
mspaqueteduracion
50
20
1
_
1
Pr 
 [2.12]
 
 
Cálculo de la longitud de la trama: 
 
byte
ms
Cr
seg
bytes
Tt
bytesLt 1
1
8000*125.0
8000*
)( 
 [2.13]
 
 
Cálculo de tramas/paquete(N): 
 
160
125.0
20
_
_

ms
ms
tramaduracion
paqueteduracion
N
[2.14]
 
 
 
Cálculo del encabezado (H): 
 
H=Encabezado (IP+UDP+RTP)+Encabezado (Ethernet) 
 
H=20+8+12+38=78bytes [2.15] 
 
 
Cálculo de la longitud del paquete (Pl): 
 
Pl=H+Lt*N+78+(1*160)=238bytes.[2.15] 
 
Cálculo del ancho de banda por usuario: 
 
Kbps
byte
bits
PlbpsBW 2.958*50*2388Pr**)( 
 [2.16]
 
 
 
Este es el ancho de banda para un usuario en un solo 
sentido, el ancho de banda total es dos veces el ancho de 
banda por usuario. 
 
 
BWT=2*BW=2*95.2Kbps=190.4Kbps. [2.17] 
 
Consideramos supresión de silencio y obtenemos: 
 
BWT=50%(BW)=95.2Kbps. [2.18] 
 
 
Análisis de tráfico por usuario de VoIP: 
 
El tráfico se puede sacar directamente en base al ancho de 
banda por usuario, un programa que sirve para este 
propósito específico se puede encontrar en el internet y 
nos da como resultado 150mE por usuario. 
 
 
Figura [2.8] Calcula de Erlangs para VoIP. 
Fuente:” http://www.erlang.com/calculator/eipb/” 
 
En esta calculadora de tráfico debemos seleccionar el tipo 
de códec que estamos usando, el ancho de banda total sin 
considerar supresión de silencio y cuál es la probabilidad 
de bloqueo del sistema, que en caso de nuestro medio no 
debe ser mayor al 1%. 
 
Calculo del tráfico Total: 
 
Se obtiene multiplicando el tráfico por usuario con el 
número de usuarios, en nuestro caso 138. 
 
Et=0.150*138= 20.7E [2.19] 
 
Cálculo de número de circuitos totales: 
 
30 circuitos 
El resultado es obtenido de una calculadora que se 
encuentra en el internet. 
 
Figura [2.9] Calculadora de Circuitos para Erlang B. 
Fuente: 
“http://personal.telefonica.terra.es/web/vr/erlang/cerlangb.htm” 
 
 
Cálculo de ancho de banda Total: 
 
A partir del numero de circuitos totales es: 95.2*30= 2856 
Kbps 
 
BWT= 2.856 Mbps [2.20] 
 
La calidad de voz se mide mediante el parámetro 
denominado MOs, se obtiene de una prueba denominada 
ACR (“absolute Category Rating”), en la cual se realizan 
pruebas de audición a un grupo heterogéneo, con 
grabaciones diferentes, las que se califican con una 
puntuación en el rango de 1 a 5 y luego se obtiene la 
elección del códec, siendo necesario evaluar, para cada 
caso, el ancho de banda requerido, el retardo y la calidad. 
 
 
 2.5.3.4 Ancho de banda para Internet 
 
Se ha planteado para el cálculo del ancho de banda de 
internet tener varios paquetes para los usuarios, una oferta 
básica de 700Kbps de bajada y 350Kbps de subida, un 
plan intermedio de 1.5 Mbps de bajada y 700kbps de 
subida, y uno de 3Mbps de bajada y 1.5Mbps de subida, 
considerando que el mayor ancho de banda en la 
actualidad se dedica para el video, el cual ha sido 
considerado dentro del paquete de IPTV, y se podrían 
ofrecer dentro de este paquete el de Internet TV, el cual 
actualmente es ofertado en los mercados internacionales 
por empresas como Google, Apple o Sony; nuevas 
tendencias antes citadas como el archivo de datos en la 
nube será considerado dentro del paquete de datos de 
3Mbps ofrecido, y se entiende que en la actualidad la tasa 
de transferencia ofrecida será suficiente. De esta forma se 
ha definido que el paquete intermedio de 1.5 Mbps de 
internet será demandado por el 50% de los usuarios, y el 
50% restante se dividirá de manera equitativa entre los 
otros dos servicios. 
 
3Mbps*34= 102Mbps 
 
1.5Mbps*69usrs= 103.5 Mbps 
 
700Kbps*36= 25.2Mbps 
 
Se considera una tasa de reutilización de ancho de banda 
de 8 a 1, con lo que se tendrán los siguientes resultados: 
 
Servicio Básico: 25.2/8= 3.15Mbps. 
 
Medio: 103.5/8= 12.93Mbps. 
 
Máximo: 102/8= 12.75Mbps. 
 
Ancho de banda total para internet: 
 
IntBWb=3.15+12.93+12.75= 28.83Mbps de Bajada de 
datos hacia el usuario. [2.20] 
 
Para los datos de subida se tienen los siguientes cálculos: 
 
1.5Mbps*34= 51Mbps 
 
700KbpsMbps*69usrs= 48.3 Mbps 
 
350Kbps*36= 12.6Mbps 
 
Considerando la misma tasa de reutilización de 1 a 8: 
 
Servicio Básico: 12.6/8=1.575Mbps. 
 
Medio: 48.3/8= 6.037Mbps. 
 
Máximo: 51/8= 6.375Mbps. 
 
Ancho de banda total para internet: